ドライブシャフトがギアチェンジ時にカタカタ音を立てたり、高速道路の速度で震え始めた場合、修理の決定は通常、1 つの実際的な問題に帰着します。それは、車両に取り付けられている正確なユニバーサル ジョイントを特定することです。多くの場合、長年の道路塩により、クロス シャフトに刻印された部品番号がぼやけています。 U ジョイント図は、その作業に最も直接的なツールです。 正しく読むと、摩耗した部品を 3 つまたは 4 つの測定可能な寸法に変換し、それらの寸法を適切な交換品に変換します。 この記事では、標準図のラベルの内容、クロスアンドヨークのジオメトリが荷重下でどのように動作するか、ほとんどのグラフで区別されるジョイント タイプ、およびワークショップや部品購入者が注文前に行う測定ルーチンについて説明します。
カルダン タイプのユニバーサル ジョイントの従来の図はすべて、スパイダーと呼ばれることが多いクロス シャフトという 1 つのコンポーネントを中心にしています。中心から90度間隔で研磨された4本のトラニオンピンが伸びており、各ピンにはベアリングキャップ内に針状ころ軸受が組み込まれています。駆動ヨークと従動ヨークは、対向するトラニオンのペアに嵌合するため、両方のシャフトが回転し続けている間、トルクはある角度を通過できます。
この図の工学バージョンでは、変数が 1 つ追加されています。それは 2 つのシャフト間の作動角で、通常はギリシャ文字のアルファで表記されます。この 1 つの角度によって、部品の名前を示すだけの図と、使用中にジョイントがどのように動作するかを予測する図が分離されます。
この機構は、90 度離れて配置された 2 つのヒンジが 1 つの十字で結合されています。この配置により、ある角度を介してトルクが伝達されますが、完全に一定の速度ではありません。ある角度で動作する単一のカルダン ジョイントは、出力シャフトを 1 回転あたり 2 回、わずかに速く、次にわずかに遅く回転させます。スイングは角度とともに大きくなります。 10 度では、出力速度は平均の両側で約 1.5% ずれます。 数度以下では変動はほとんど目立ちませんが、約 20 度を超えると振動が発生し、摩耗が加速されます。
これが、作動角がドライブラインの設計に影響を与える理由です。一般的な OEM の実践では、各ジョイントの動作角度を約 3 度未満に保ち、ペアの角度を約 1 度以内に一致させるため、一方のジョイントの速度変動が他方のジョイントの速度変動を打ち消します。短いシャフト、高トルク、極端なサスペンション移動など、単一のジョイントでは対応できない場合、ダイアグラムの形状が変わります。ダブル カルダン配置によりセンタリング ヨークと 2 番目のクロスが追加され、変動のほとんどが抑制されます。
スリップヨーク、センターベアリング、接続フランジと並んで、ギアボックスとアクスルの間のユニバーサルジョイントの位置を確認するには、次のガイドを参照してください。 完全なドライブラインを構成するもの 完全なアセンブリ コンテキストに配置します。ほとんどの後輪駆動レイアウトでこれらのジョイントを支えるシャフトはプロペラ シャフトです。
後輪駆動ドライブライン用プロペラシャフト この中間シャフトは、後輪駆動レイアウトのトランスミッションとドライブアクスルを橋渡しし、ここで説明するユニバーサルジョイントを搭載しています。高剛性の合金鋼構造、精密なサポートベアリング、ダイナミックバランスにより、完全なプロペラシャフトアセンブリを選択する際には検討する価値があります。 製品を見る→ 識別チャートでは、内部構造とベアリング キャップの保持方法という 2 つの軸に沿ってユニバーサル ジョイントを分類しています。アーキテクチャは、シングル カルダン クロス、ダブル カルダン アセンブリ、およびグリース式とシール式の選択に分かれています。保持スタイルは、作業に必要なツールとヨークを変更する必要があるかどうかを決定するため、交換時に最も重要です。
| 保持スタイル | 図でどのように示されるか | 代表的な用途 |
|---|---|---|
| 内側スナップリング | 各ヨークの耳の内側のザグリ穴にサークリップが取り付けられています | ほとんどの乗用車および小型トラックのシャフト |
| 外付け止め輪 | ヨークの耳の外側にクリップが取り付けられています | オフロードおよびヘビーデューティーシャフト |
| インジェクションロックアップ(Cクリップ) | 溝に射出された平らなプラスチックリング | 純正装着ドライブシャフト多数 |
| フルラウンドベアリングプレート付き | ベアリングキャップをクランプするボルト締めプレート | 商用トラックおよび産業用ドライブ |
サイズシリーズでさらに分野を絞り込みます。北米のアフターマーケットの実践では、ジョイントを番号付きシリーズにグループ化します — 1310、1330、1350、1410 以降 - それぞれ、キャップの直径とジョイント全体の幅の固定された組み合わせによって定義されます。シリーズを知ることで、漠然とした要望が具体的なパートに変わります。
主要なベアリング メーカーの測定ガイドは同じ手順に従っており、ほとんどの作業で必要なツールはデジタル ノギスだけです。次の順序で作業します。
| シリーズ | ベアリングキャップ径 | 全体の目地幅 |
|---|---|---|
| 1310 | 1.062 インチ (27.0 mm) | 3.219 インチ (81.8 mm) |
| 1330 | 1.062 インチ (27.0 mm) | 3.625 インチ (92.1 mm) |
| 1350 | 1.188 インチ (30.2 mm) | 3.625 インチ (92.1 mm) |
| 1410 | 1.188 インチ (30.2 mm) | 4.188 インチ (106.4 mm) |
2 つの習慣により、ほとんどの注文ミスを防ぐことができます。まず、ジョイントをきれいな状態で測定します。詰まったグリースと錆スケールにより、シリーズの境界を越えるほどキャリパーの測定値が歪みます。次に、ジョイントだけでなくヨークも再確認します。ジョイント自体の測定が正確であっても、ヨークの耳が伸びているとジョイントが正しくフィットしません。
ラベル付けされた各部分が認識可能な方法で障害を起こすため、同じ図が障害マップとしても機能します。
取り付け時に最も重要な点が 1 つあります。2 ジョイント シャフトでは、一方のジョイントの速度変動が他方のジョイントの速度変動を打ち消すように、両端の溶接ヨークの耳を同一平面上に揃えて位相を合わせる必要があります。位相をずらしてシャフトを再組み立てすると、新しいジョイントが修正するはずだった振動そのものが再現されます。
2 つの共同家族は異なる問題を解決します。クロスタイプのユニバーサルジョイントはシンプルでねじれに強く、保守費用も安価ですが、等速装置ではないため、小さな固定角度で動作するドライブシャフトに適しています。 CV ジョイント - Rzeppa または三脚タイプ - は、角度全体にわたって出力速度を真に一定に保ちます。 40度以上 、そのため、前輪駆動アクスルと独立サスペンションハーフシャフトが代わりにそれを使用します。
前輪駆動車および全輪駆動車では、CV ジョイントを中心に構築された完全なアセンブリが車軸そのものになります。これは、Quaconst が OEM プログラムおよびアフターマーケット流通向けに製造および供給するドライブライン アセンブリの 1 つです。
CV アクスル アセンブリ/ドライブ シャフト 精密 CNC 機械加工を使用して OE 規格に基づいて構築されたこの完全な CV アクスル アセンブリには、上記のホイール エンドに CV ジョイントが収納されています。これは前輪駆動車と全輪駆動車に適しており、アクスル レイアウト図が特定されたら自然な次のステップとなります。 製品を見る→ 小型商用車についても区別があいまいです。多くの ATV および UTV リア アクスルは、ディファレンシャル エンドのユニバーサル ジョイントとホイール エンドの CV ジョイントを組み合わせていますが、より重いサイドバイサイド マシンでは、シャフト全体に沿って U ジョイントが使用されることがよくあります。したがって、適切な部品の調達は、アクスル レイアウトの正しい図から始まります。
ATV / UTV / SSV アクスル シャフト 軽量ユーティリティアクスルは、ディファレンシャルエンドのユニバーサルジョイントとホイールエンドのCVジョイントを組み合わせていることがよくあります。この 4340 クロモリ アクスル シャフトは、高関節ジョイントと密閉された TPEE ブーツを備えており、混合レイアウトに適合し、高負荷のオフロードでの使用に耐えます。 製品を見る→ 両方のジョイントファミリーは、より広範なトランスミッションサプライチェーン内に位置しており、 ドライブラインコンポーネントのカタログ は、ハーフ シャフト、プロペラ シャフト、および個々のジョイントが OEM プログラムとアフターマーケット流通向けにどのように編成されているかを示しています。
U ジョイント図は単なる図ではなく、測定の指示です。 キャップの直径、ジョイント全体の幅、保持スタイル、およびグリース取り付け位置により、クロスタイプのジョイントが特定されます。正しく適合していれば、これらの同じ寸法が、交換品が次の 10 万キロメートルにわたって静かに動作するか、それとも振動の苦情として再発するかを決定します。このように図を扱い、注文する前にすべての測定値を系列図と照合して検証する購入者は、部品が乗用車のドライブシャフト、商用車のプロペラシャフト、または実用車のアクスルに向けられたものであっても、U ジョイントの交換に伴うリスクをほとんど排除します。
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